1. GIỚI THIỆU

1.1. Các đặc điểm của mạng viễn thông ngày nay

Hiện nay, các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng rẽ, ứng
với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễn thông riêng biệt để phục vụ
dịch vụ đó. Thí dụ:

• Mạng Telex: dùng để gửi các bức điện dưới dạng các ký tự đã được mã hoá bằng mã 5
bit (mã Baudot). Tốc độ truyền rất thấp (từ 75 tới 300 bit/s).

• Mạng điện thoại công cộng, còn gọi là mạng POST (Plain Old Telephone Service): ở đây
thông tin tiếng nói được số hoá và chuyển mạch ở hệ thống chuyển mạch điện thoại
công cộng PSTN (
Public Swiched Telephone Network).

• Mạng truyền số liệu: bao gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu giữa các
máy tính dựa trên các giao thức của X.25 và hệ thống truyền số liệu chuyển mạch kênh
dựa trên các giao thức X.21.

• Các tín hiệu truyền hình có thể được truyền theo ba cách: truyền bằng sóng vô tuyến,
truyền qua hệ thống mạng truyền hình CATV (
Community Antenna TV) bằng cáp đồng
trục hoặc truyền qua hệ thống vệ tinh, còn gọi hệ thống truyền qua hệ thống vệ tinh, còn
gọi hệ thống truyền hình trực tiếp DBS (
Direct Broadcast System).

• Trong phạm vi cơ quan, số liệu giữa các máy tính được trao đổi thông qua mạng cục bộ
LAN (
Local Area Network) mà nổi tiếng nhất là mạng Ethernet, Token Bus và Token
Ring


• Tiến bộ về khả năng xử lý ảnh và số liệu.

• Sự phát triển của các ứng dụng phần mềm trong lĩnh vực tin học và viễn thông.

• Sự cần thiết phải tổ hợp các dịch vụ phụ thuộc lẫn nhau ở chuyển mạch kênh và chuyển
mạch gói vào một mạng băng rộng duy nhất. So với các mạng khác, dịch vụ tổ hợp và
mạng tổ hợp có nhiều ưu điểm về mặt kinh tế, phát triển, thực hiện, vận hành và bảo
dưỡng.

• Sự cần thiết phải thoả mãn tính mềm dẻo cho các yêu cầu về phía người sử dụng cũng
như người quản trị mạng (về mặt tốc độ truyền, chất lượng dịch vụ .v.v.).

Khuyến nghị ITU-T I.121 đưa ra tổng quan về khả năng của B-ISDN như sau:

Mạng tổ hợp dịch vụ số băng rộng (Broadband Integrated Services Digital
Network - B-ISDN
) cung cấp các cuộc nối thông qua chuyển mạch, các
cuộc nối cố định (
Permanent) hoặc bán cố định (Semi-Permanent), các
cuộc nối từ điểm tới điểm tới điểm hoặc từ điểm tới nhiều điểm và cung cấp
các dịch vụ yêu cầu, các dịch vụ dành trước hoặc các dịch vụ yêu cầu cố
định. Cuộc nối trong B-ISDN phục vụ cho cả các dịch vụ chuyển mạch
kênh, chuyển mạch gói theo kiểu đa phương tiện (
Multimedia), đơn phương
tiện (
Monomedia), theo kiểu hướng liên kết (Connection-Oriented) hoặc
không liên kết (
Connectionless) và theo cấu hình đơn hướng hoặc đa
hướng.


Thứ nhất, ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định gọi là các tế bào ATM (ATM
Cell
), các tế bào nhỏ cùng với tốc độ truyền lớn sẽ làm cho trễ truyền và biến động trễ
(
Delay Jitter) giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực, ngoài ra kích thước nhỏ cũng
sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao được dễ dàng hơn.

Thứ hai, ATM còn có một đặc điểm rất quan trọng là khả năng nhóm một vài kênh ảo
(
Virtual Channel) thành một đường ảo (Virtual Path), nhằm giúp cho việc định tuyến được
dễ dàng.

2.2. Các lĩnh vực công nghệ mới quyết định sự ra đời và phát triển của ATM

Có hai yếu tố ảnh hưởng tới ATM, đó là:

• Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ bán dẫn cũng như công nghệ quang điện tử.

• Sự phát triển các ý tưởng mới về khái niệm hệ thống.

2.2.1. Các tiến bộ về mặt công nghệ

Công nghệ bán dẫn:

Công nghệ CMOS là công nghệ rất có triển vọng bởi độ tích hợp lớn, tốc độ cao (cỡ vài
trăm Mbit/s tới vài Gbit/s), độ rộng băng truyền lớn, kích thước nhỏ, độ mềm dẻo cơ học
cao, tránh được nhiễu của trường điện tử, xác suất truyền lỗi thấp và không có nhiễu xuyên
âm.


Sau này do chất lượng của hệ thống truyền dẫn và chuyển mạch tăng lên nên tỷ lệ lỗi trên
mạng giảm. Với một mạng chất lượng cao như vậy, người ta chỉ cần thực hiện một số chức
năng của thủ tục HDLC như chức năng giới hạn khung, chức năng truyền bit chính xác,
kiểm tra lỗi trên cơ sở từ liên kết tới liên kết (
Link-by-Link). Như vậy chỉ có những chức
năng này được cung cấp bởi các nút chuyển mạch trong mạng còn các chức năng khác
như sửa lỗi sẽ được thực hiện trên cơ sở từ đầu cuối tới đầu cuối (
End-to-End). Bằng cách
này người ta đã giảm được khối lượng thông tin mà nút chuyển mạch cần sử lý, nhờ đó mà
tốc độ xử lý của nút tăng lên. Như vậy lớp 2 trên mô hình OSI được chia thành hai lớp con,
lớp 2a chuyên cung cấp các chức năng cơ bản của lớp 2, lớp 2b cung cấp các chức năng
bổ sung. Các hệ thống ứng dụng nguyên lý này được gọi là
chuyển tiếp khung (frame
relay).
Các nguyên lý này được trình bày trên hình 1.4.

Đối với B-ISDN ý tưởng này còn được mở rộng hơn nữa, các chức năng điều khiển lỗi
không còn được cung cấp ở các nút chuyển mạch trong mạng nữa mà trong trường hợp
cần thiết, sẽ được cung cấp bởi các thiết bị đầu cuối. Như vậy các chức năng được thực
hiện trong mạng được giảm từ điều khiển lỗi đầy đủ (
Full error Control) ở mạng chuyển
mạch gói X.25 xuống còn cực kỳ tối thiểu ở mạng ATM, do đó các nút của ATM có độ phức
tạp tối thiểu và vì thế có tốc độ truyền rất cao, có thể lên tới 600 Mbit/s (hình 1.5). Bảng 1.1
trình bày các chức năng được thực hiện ở nút mạng ATM so với mạng chuyển mạch gói và
chuyển tiếp khung.
Bảng 1.1: Các chức năng được thực hiện ở nút mạng của X.25, chuyển tiếp khung, ATM


x

-

Rõ ràng nút mạng ATM hầu như không phải xử lý một thông tin điều khiển nào trong khi nút
chuyển mạch X.25 và chuyển tiếp khung phải thực hiện một loạt các thủ tục phức tạp khác nhau.

Tính trong suốt về mặt thời gian: (Time Transparency)
Các dịch vụ thời gian thực yêu cầu dòng bit có trễ rất ngắn khi được truyền từ đầu phát tới
đầu thu, tức là chúng yêu cầu tính chính xác về mặt thời gian. Có thể phân biệt hai loại trễ:
trễ do chuyển mạch và trễ từ điểm đầu tới điểm cuối.

Hệ thống chuyển mạch gói và chuyển tiếp khung rất khó khăn khi thực hiện các dịch vụ thời
gian thực vì độ trễ cao. Do độ phức tạp của các nút chuyển mạch, chúng chỉ có thể hoạt
động ở tốc độ vừa và thấp. Mạng ATM, mặt khác, chỉ cần những chức năng tối thiểu ở nút
chuyển mạch, do đó nó cho phép truyền số liệu tốc độ rất cao, trễ trên mạng và các biến
động trễ giảm xuống còn vài trăm micro giây, do đó quan hệ thời gian được đảm bảo như
trong trường hợp chuyển mạch kênh.

3. CÁC DỊCH VỤ TƯƠNG LAI CỦA B-ISDN TRÊN CƠ SỞ ATM

3.1. Các dịch vụ phục vụ cho các thuê bao gia đình

Các dịch vụ quan trọng cho các thuê bao gia đình là những dịch vụ truyền hình (TV) bao
gồm dịch vụ truyền hình cáp CATV, truyền hình số chuẩn SDTV(
Standard Digital TV) hay
trong tương lai là dịch vụ truyền hình độ phân giải cao HDTV (
High Definition TV). Tuy vậy